Đề tài Công nghệ chế biến snack

uá trình chiên nhưng độ phồng kém, trong khi đó sử dụng tinh bột có hàm lượng amylopectin cao sẽ tạo sản phẩm có độ phồng cao nhưng lại không cứng chắc, dễ vỡ vụn, độ đặc thấp. Lựa chọn loại tinh bột sử dụng phụ thuộc vào giá cả của loại tinh bột và tính chất của sản phẩm mong muốn: Các loại tinh bột thường sử dụng trong sản xuất snack: Tinh bột bắp: tạo hương vị đặc trưng của bắp nhưng gia vị sử dụng bị giới hạn phải hòa hợp với hương vị của bắp. Tinh bột gạo: tạo độ phồng tốt cho sản phẩm, đồng thời sản phẩm có vị lạt và nhạt màu hơn so với đi từ tinh bột bắp nên có thể sử dụng loại gia vị để phối trộn phong phú hơn. Tinh bột từ lúa miến: chỉ được sử dụng kết hợp với các loại tinh bột khác (ví dụ với tinh bột mì) để giảm giá thành nguyên liệu. Chú ý: không sử dụng với masa vì sẽ gây sậm màu cho sản phẩm bởi phản ứng giữa polyphenol trong tinh bôt lúa miến với chất kiềm trong masa. Tinh bột mì: tạo sản phẩm có độ phồng không bằng tinh bột bắp và gạo và điều kiện khi ép đùn phải có ẩm cao và nhiệt độ cao. Tinh bột khoai tây: tạo độ phồng cao nhưng yêu cầu phải ẩm cao và nhiệt độ cao, tạo cấu trúc sản phẩm rất tốt. Đối với snack dạng phồng: sử dụng tinh bột với hàm lượng amylose 5-20%, hàm lượng amylopectin > 50% và độ ẩm hạt tinh bột 13-14% thì quá trình ép đùn sẽ thuận lợi hơn. Ngày nay thường sử dụng kết hợp các loại tinh bột với nhau. Mục đích: Giảm giá thành nguyên liệu. Hỗ trợ tạo đặc tính cho khối bột nhào thuận lợi cho quá trình ép đùn. Đa dạng hóa sản phẩm Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng em trình bày quy trình công nghệ sản xuất snack từ nguyên liệu chính là bắp. Nguyên liệu phụ Nước Chức năng: hồ hóa và dịch hóa tinh bột tạo khối bột nhào. Loại sử dụng: nước từ nhà máy cấp nước. Lượng sử dụng: phụ thuộc loại tinh bột sử dụng và điều kiện ép đùn, thường độ ẩm khối bột nhào là 18-25%. Vôi Vôi dùng trong chế biến thực phẩm có chứa CaO và khoảng 5% MgO. Nồng độ của vôi dùng trong nấu kiềm là 1% trọng lượng bắp, nhiệt độ nấu là 85 – 1000C với thời gian nấu thay đổi khác nhau. Thời gian nấu, nhiệt độ, nồng độ vôi và phương pháp nấu sẽ có ảnh hưởng lẫn nhau. Thêm vào đó, vôi dùng để tách vỏ của hạt trong quá trình ngâm, kiểm soát hoạt động của vi sinh vật và ảnh hưởng đến cấu trúc, hương vị, màu sắc, mùi thơm, thời gian sử dụng, giá trị dinh dưỡng của snack. Vôi cũ đã để lâu ngày khi sử dụng để ngâm bắp thì cho hiệu quả tách vỏ không cao, do đó vôi dùng phải luôn là vôi mới hoặc được bảo quản kỹ. Vôi cũng ảnh hưởng tới chất lượng chất rắn trong cống xả của quy trình sản xuất. Chỉ một lượng nhỏ vôi được giữ lại trên hạt (< 2%), do đó không nên dùng quá nhiều vôi cho quá trình nâu vì chúng sẽ bị loại phần lớn ra khỏi hạt gây tổn thất không đáng và tốn nhiều chi phí cho việc sử lý nước thải. Nếu lượng vôi quá cao còn làm tăng tổn thất chất khô trong bắp. Đối với các sản phẩm chips thì bắp yêu cầu được rửa cho đến khi vỏ hạt bị tách ra hoàn toàn, nhưng thường thì các nhà sản xuất không loại hết được hết vỏ vì sẽ tốn nhiều chi phí. Nếu hạt không loại hết được vỏ sẽ làm cho sản phẩm chips có màu tối và ngoài ra còn ảnh hưởng tới quá trình nghiền. Để giải quyết vấn đề khó khăn này, bắp được xử lý với vôi. Tác động của vôi lên bắp là chúng sẽ cắt các liên kết giữa các hemicellulose nên làm cho vỏ hạt bị tách ra dễ dàng. Hỗn hợp gia vị Thường chiếm hàm lượng 5 - 8% tổng hàm lượng chất khô của sản phẩm, tùy thuộc vào loại sản phẩm. Snack từ bắp: 8-10%. Dạng sử dụng: Dạng bột: yêu cầu kích thước hạt các loại sử dụng phải đồng đều nhau để thuận lợi cho quá trình phối trộn. Dạng dung dịch lỏng: sử dụng dung môi hòa tan được hỗn hợp gia vị, thường sử dụng cho loại snack yêu cầu hàm lượng dầu thấp. Dạng huyền phù: thường sủ dụng dầu thực vật để cho vào phối trộn với hỗn hợp gia vị. Muối Chức năng: tạo vị mặn cho snack, nhất là đối với sản phẩm snack mặn. Dạng sử dụng: muối bột (kích thước hạt 178 mm). Nếu kích thước hạt lớn quá thì khó bám dính trên bề mặt sản phẩm và khó phối trộn đều trong hỗn hợp gia vị. Lượng sử dụng: nhằm tạo được vị mặn phù hợp thị hiếu người tiêu dùng, thường chiếm 15-25% hàm lượng gia vị. Chất điều chỉnh cường độ hương vị sản phẩm Chức năng: điều chỉnh cường độ hương vị tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm (khi sản phẩm có cường độ hương vị quá mạnh hay phân bố hương vị không đều trên sản phẩm). Yêu cầu: rẻ, dễ mua, có hương vị nhạt. Loại sử dụng: maltodextrin, bột mì, bột bắp, whey… Lượng sử dụng: phụ thuộc cường độ hương vị của sản phẩm. Bảng 4: Công thức phối trộn hỗn hợp gia vị của sản phẩm snack dạng chip (100g) Nguyên liệu Công thức phối trộn (%) Hỗn hợp gia vị chiếm 5% Hỗn hợp gia vị chiếm 7% Maltodextrin 20 1g 1,4g Muối 20 1g 1,4g Hương vị nhân tạo 1 0,05g 0,07g Các nguyên liệu khác 59 2,95g 4,13g Tổng cộng 100 5g 7g Chất béo Chức năng: tạo hương vị đậm đà cho sản phẩm, tạo cảm giác ngon miệng. Loại sử dụng: bột sấy phun từ các sản phẩm của sữa như bột phô mai, bột cream, bột bơ… Lượng sử dụng: 5-20% hỗn hợp gia vị. Củ gia vị Chức năng: hỗ trợ tạo hương vị cho sản phẩm. Loại sử dụng: bột hành, tỏi. Lượng sử dụng: hành: 1-10% hỗn hợp gia vị, tỏi : lượng sử dụng nhỏ hơn so với hành. Cây gia vị Chức năng: hỗ trợ tạo hương vị cho sản phẩm, tạo đặc điểm hương vị rất đặc trưng cho sản phẩm. Loại sử dụng: Dạng bột: tiêu, ớt bột, bột mù tạc ® tạo hương vị kéo dài cho sản phẩm. Dạng nguyên: kinh giới, thì là, húng quế, ngò tây ® tạo đặc điểm hình dạng rất đặc trưng cho sản phẩm, kích thích sự ngon miệng. Lượng sử dụng: 0,25-2% hỗn hợp gia vị. Lưu ý: Khi sử dụng củ gia vị hay cây gia vị cần xử lý trước ethylene oxyd hay chiếu xạ để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Hương vị tổng hợp Chức năng: thay thế 1 phần các chất tạo hương vị tự nhiên, hỗ trợ tạo hương vị cho sản phẩm (hương vị bền hơn và mạnh hơn). Loại sử dụng: các chất tạo mùi giống cây hay củ gia vị hay mùi sữa. Lượng sử dụng: 0,1-5% hỗn hợp gia vị. Chất kích thích hương vị Chức năng: hỗ trợ tạo hương vị cho sản phẩm. Loại sử dụng: các chất có bản chất nucleotide như mononatri glutamate, dinatri inosinate, dinatri guanylate. Lượng sử dụng: mononatri glutamate: 1-5%, dinatri inosinate, dinatri guanylate: 0,01-0,05%. Chất tạo ngọt Chức năng: tạo vị ngọt cho sản phẩm, nhất là đối với snack ngọt. Loại sử dụng: đường tinh luyện, dextrose, fructose… Lượng sử dụng: không được nhiều quá để tránh hiện tượng hút ẩm. Acid Chức năng: tạo vị chua cho sản phẩm, hạn chế một phần sự phát triển của vi sinh vật. Loại sử dụng: acid citric, acid lactic, acid malic, acid acetic. Lưu ý: muối natri của acid acetic giúp tạo vị giấm cho sản phẩm. Chất tạo màu Chức năng: tạo màu cho sản phẩm. Loại sử dụng: Màu nhân tạo: Dạng sử dụng: bột. Lượng sử dụng: ít (30-600ppm). Cách sử dụng: Có thể thêm trực tiếp vào hỗn hợp gia vị ® dễ điều chỉnh cường độ màu theo mong muốn. Thêm vào gián tiếp bằng cách mua loại bột gia vị có bổ sung màu vào ® phân bố màu đồng đều, hạn chế tổn thất. Màu caramel. Dạng sử dụng: hòa tan trong dầu. Các chất khác Chức năng: cung cấp các chất dinh dưỡng như khoáng, vitamin, protein…, và tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Loại sử dụng: thịt động vật (tôm, cua, gà…), bột rau… Lượng sử dụng: tối đa 30% hàm lượng hỗn hợp gia vị. Công thức phối trộn gia vị Tùy thuộc vào tính chất của sản phẩm. Tùy thuộc vào từng nhà sản xuất. Bảng 5: Công thức phối trộn gia vị cơ bản của các nhà sản xuất snack ở Mỹ Loại nguyên liệu Hàm lượng (%) Maltodextrin 14.75 Muối 22 Bột cream chua 20 Bột hành nướng 15 Bột hành 5 Dextrose 5 Sữa bột không béo 5 Bột ngò tây 3 Protein thực vật đã thủy phân 3 Acid lactic 2 Bột ngọt 2 Acid citric 0,75 Dầu thực vật 0,5 Oxyd silic 1 Hương vị tổng hợp 1 Tổng 100 Chất chống oxy hóa Chức năng: bảo quản hỗn hợp gia vị và sản phẩm (ngăn cản dầu bị oxy hóa tạo mùi vị khó chịu). Loại sử dụng: Nhân tạo: BHA, BHT, TBHQ. Tự nhiên: vitamin E, bản thân các cây hay củ gia vị trong hỗn hợp gia vị. Qui trình công nghệ Hình 3: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Masa Hạt bắp tách phôi 12% ẩm Hồ hóa 85-950C; 5-30 phút Để nguội < 650C Ngâm 8-16h, nhiệt độ giảm tới 400C Rửa Nghiền Vôi Nước Nixtamal 47-50% ẩm MASA 52% ẩm Hình 4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất snack Nguyên liệu 18-25% ẩm Phối trộn Ép đùn Sấy Phun gia vị Đóng gói Nguyên liệu phụ và phụ gia Sản phẩm Hơi Gia vị Kiềm hóa Giai đoạn kiềm hóa gồm hai bước cơ bản. Đầu tiên, bắp nguyên liệu được nấu trong dung dịch nước vôi. Sau đó, hỗn hợp được bơm qua bồn có bổ sung nước lạnh để làm nguội về nhiệt độ thích hợp và tiếp tục ngâm. Mục đích công nghệ Làm lỏng vỏ để chúng có thể được tách ra hoàn toàn trong quá trình rửa. Tăng hàm ẩm trong hạt lên 40-43% tại thời điểm kết thúc chu trình nấu. Hồ hóa tinh bột trong hạt để tạo nên khối bột nhão kết dính thích hợp cho quá trình ép đùn. Quá trình kiềm hóa làm cho hạt bắp hút nước trở nên mềm để chuẩn bị cho quá trình nghiền. Sau quá trình nấu, bắp sẽ được ngâm trong vài giờ. Quá trình ngâm làm tăng sự hấp thu ẩm và phân bố đều ẩm, vôi trong toàn hạt. Ảnh hưởng lớn nhất của quá trình nấu kiềm và ngâm đối với toàn khối hạt là làm bong và loại được hầu hết lớp vỏ hạt. Vỏ hạt tách ra khỏi hạt ở lớp vỏ ngoài hoặc cả lớp vỏ trong, trên lớp aleuron ở cả hạt và phôi. Đồng thời quá trình này giúp tiêu diệt các vi sinh vật ở hạt bắp, ức chế enzyme và giảm hàm lượng độc tố Fumonisin đảm bảo an toàn cho sức khỏe người sử dụng. Hạt bắp sau khi nấu với kiềm được gọi là nixtamal. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lí Tổn thất hàm lượng chất khô Sự khuếch tán các chất từ bắp vào nước Nhiệt độ: xuất hiện gradient nhiệt độ trong sản phẩm Hóa lí Sự thay đổi cấu trúc hạt: chuyển sang dạng gums, “glue” Protein bị biến tính Tinh bột bị hồ hóa Hóa học Tăng hàm ẩm Phản ứng Ca(OH)2 với hemicellulose trong thành tế bào làm phá vỡ liên kết giữa các hemicellulose, tạo điều kiện cho quá trình tách vỏ. Hàm lượng xơ giảm (dietary fiber và crude fiber) Phản ứng Maillard Phản ứng Caramel Hóa sinh Enzyme trong bắp bị vô hoạt Sinh học Ức chế vi sinh vật và quá trình trao đổi chất Làm giảm hàm lượng fumonisin Các yếu tố ảnh hưởng Nguyên liệu bắp tốt thì lượng nước thâm nhập qua lớp aleuron hoặc lớp vỏ ít. Ngược lại, nước thâm nhập dễ dàng vào nội nhũ của hạt bị vỡ, làm cho bắp bị nấu quá và hàm lượng chất khô bị mất rất nhiều. Trong thực tế, quá trình nấu hạt bắp mềm và bột là nhanh nhất nhưng vỏ hạt không bị loại ra được, đồng thời Masa dễ bị nấu quá lửa và bị tổn thương hàm lượng chất khô nhiều. Bắp cứng đòi hỏi thời gian nấu lâu hơn, tuy nhiên do cấu trúc hạt nội nhũ, ta có thể lợi dụng nó để điều khiển quá trình nấu và chất lượng của sản phẩm không bị giảm nhiều. Lượng chất khô bị mất của bắp cứng trong quá trình nấu ít hơn so với bắp mềm khi so sánh cùng một lượng vỏ được loại ra. Bắp quá cứng gây khó khăn trong quá trình nấu và nghiền và làm giảm năng suất của cả quá trình vì thời gian nấu đòi hỏi phải dài hơn. Thời gian nấu và hàm lượng vôi ảnh hưởng đến hàm lượng ẩm và tổn thất hàm lượng chất khô. Thời gian nấu tối ưu chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi độ cứng của bắp. Thiết bị nấu, chế độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn cũng gây ảnh hưởng đến quá trình nấu và ngâm bắp. Thiết bị Hình 5: Thiết bị nấu Thiết bị nấu: phương pháp dùng nồi nấu có lớp vỏ áo cho hơi đi bên ngoài và có cặp cánh khuấy đặt bên trong Thiết bị gồm có một nồi nấu được gia nhiệt bằng hơi ở vỏ và hai cánh khuấy tự động. Hỗn hợp bắp, vôi, nước được gia nhiệt bằng hơi trong lớp vỏ áo của nồi nấu, bắp không tiếp xúc trực tiếp với hơi. Máy khuấy được đặt bên ngoài, được trang bị một cánh khuấy, liên tục đảo trộn bắp bên trong nồi đều lên từ thành nồi đến tâm nồi. Cùng lúc đó, máy khuấy ở trong nồi sẽ đảo trộn bắp theo hướng ngược lại, do đó bắp được nấu đều trong mỗi mẻ. Trong qui trình, nhiệt độ nấu của hỗn hợp được xác định trước. Khoảng 82oC là nhiệt độ gần với nhiệt độ sôi của hỗn hợp, thời gian giữ nhiệt ít nhất là 1-2 phút, lâu nhất là 30 phút. Hỗn hợp sau đó được làm nguội trong một nồi tương tự bằng cách bổ sung nước lạnh và tận dụng hệ thống cánh khuấy trong nồi để làm nguội nhanh chóng. Thời gian gia nhiệt là thời gian được tính từ lúc bắt đầu nấu cho đến khi đạt nhiệt độ nấu cần thiết. Thời gian gia nhiệt sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm sau này. Bằng cách thay đổi áp suất hơi ở lớp vỏ áo, nhiệt cung cấp cho nồi sẽ được điều chỉnh và thời gian gia nhiệt sẽ có thể điều khiển được dễ dàng. Thời gian gia nhiệt và các thông số khác của quá trình nấu có thể được điều khiển bởi PLC hay các relay điều khiển tự động để đảm bảo độ đồng nhất của sản phẩm. Trong phương pháp này, mỗi mẻ có thể nấu từ 115 đến 1315 kg bắp khô. Thiết bị ngâm Hình 6: Thiết bị ngâm Quá trình ngâm được thực hiện trong một bồn khác. Hỗn hợp sau khi nấu được chuyển sang bồn nhờ bơm. Đôi khi, để tiết kiệm thời gian, hỗn hợp sau khi nấu được đổ vào một bồn trung gian để làm nguội sau đó được bơm qua bồn ngâm. Một số bồn ngâm được trang bị hệ thống cánh khuấy để đảo trộn bắp nhằm làm nguội và tránh các điểm nóng cục bộ bên trong nồi. Phương pháp này cho phép ngâm bắp đều trong cùng một mẻ. Thời gian ngâm thay đổi từ 6-14 giờ hoặc lâu hơn và cho phép độ ẩm đạt cân bằng khắp nồi khi vôi tiếp tục phản ứng với thành tế bào của bắp và các thành phần khác. Do có hệ thống cánh khuấy tự động nên bắp được bảo đảm chín đều trong mỗi mẻ và đồng nhất giữa các mẻ vì nhiệt độ và thời gian được kiểm soát chặt chẽ theo cách giống như vậy, quá trình làm nguội và những thay đổi trong quá trình ngâm cũng được điều khiển và cho kết quả rất đồng đều. Tuy nhiên phương pháp này có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn những phương pháp khác do phải trang bị bồn nấu, bồn ngâm, hệ thống bơm… Phương pháp thực hiện Quá trình kiềm hóa bao gồm các bước: Nấu bắp, nước, vôi trong thiết bị gia nhiệt vỏ áo có cánh khuấy đến nhiệt độ gần nhiệt độ sôi. Giữ bắp tại nhiệt độ nấu trong một khoảng thời gian nhất định. Chuyển bắp đã được nấu qua thùng ngâm để tăng ẩm. Bắp nếu không được nấu với kiềm sẽ không tách đựợc vỏ và có thể bị nấu quá lửa, trong khi đó nếu được nấu với kiềm ở cùng nhiệt độ thì hạt bắp được tách vỏ và đạt yêu cầu kĩ thuật. Bắp được gọi là “nấu” khi nó được gia nhiệt lên nhiệt độ lớn hơn 650C, đây là nhiệt độ hồ hóa trung bình của tinh bột bắp. Vì vậy việc nấu bắp phải được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo cho thời gian gia nhiệt, thời gian giữ nhiệt và thời gian hạ nhiệt của quá trình nấu được giống nhau trong tất cả các mẻ. Các thông số khác cần phải được kiểm soát chặt chẽ để đạt được độ đồng nhất trong quá trình nấu giữa mẻ này với mẻ khác là khối lượng bắp, cường độ khuấy trộn, nồng độ vôi, và thời gian nghỉ. Nhiệt độ tại tâm của mỗi mẻ nấu thường được ghi lại từ lúc bắt đầu thời gian giữ nhiệt cho đến khi hỗn hợp bắp trở lại nhiệt độ phòng. Việc ghi lại nhiệt độ và thời gian nấu rất quan trọng trong việc xác định tại sao các mẫu bắp sau quá trình nấu lại có khả năng nghiền khác nhau. Việc kéo dài thời gian nấu, dù bắp đựơc nấu kĩ hay không, tùy thuộc vào tính chất bên trong của hạt bắp, sự tương tác giữa nhiệt độ, thời gian, nồng độ vôi, loại bồn nấu và cường độ khuấy. Quá trình nấu và ngâm tối ưu được xác định một cách chủ quan bằng cách ước lượng lượng vỏ được tách ra, độ mềm của hạt, sự hấp thu nước và các vấn để khác xảy ra trong nixtamal. Độ ẩm là chỉ số tốt nhất để xác định điểm kết thúc của quá trình nấu. Trong quá trình làm nguội, nước lạnh nhanh chóng được bổ sung vào để đưa nhiệt độ của hạt xuống < 65oC, tức nhỏ hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột và tránh hiện tượng nấu quá lửa tạo thành các điểm sôi cục bộ trong các bồn nấu lớn. Thông số công nghệ Đá vôi CaO (tạo thành Ca(OH)2 trong nước): được sử dụng với hàm lượng 1% khối lượng bắp để tấn công thành tế bào và các thành phần khác của hạt bắp. Quá trình nấu: Nhiệt độ nấu thấp hơn một chút so với nhiệt độ sôi (95-99oC): làm tăng hiệu suất (yield) của quá trình nấu một cách đáng kể bởi việc hạn chế hạt nấu quá (overcooked kernels). Nấu bắp tại nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi gây ra những dấu hiệu nấu quá (significant over-cooking). Thời gian nấu: 5-30 phút Nhanh chóng hạ nhiệt độ xuống 55- 60oC để kết thúc quá trình nấu bằng cách thêm nước lạnh vào cuối thời điểm nấu. Hàm ẩm sau quá trình nấu thường là 40-43% Quá trình ngâm: Thời gian ngâm từ 12-16 giờ. Hàm ẩm cuối cùng sau quá trình ngâm thường là 50-52% . Quá trình rửa Sau khi ngâm, nixtamal và dung dịch nước ngâm được chuyển sang bồn rửa. Mục đích Loại vôi và loại phần lớn vỏ hạt Biến đổi nguyên liệu Quá trình rửa chủ yếu chỉ gây ra các biến đổi vật lí: Quá trình khuếch tán chất tan từ bắp vào nước Sự tổn thất chất khô trong quá trình rửa Sự giảm khối lượng nguyên liệu sau quá trình rửa do một lượng lớn vỏ đã được tách ra. Các yếu tố ảnh hưởng Độ sạch của bắp tùy thuộc vào các thông số của quá trình nấu, các thông số của thiết bị rửa. Loại thiết bị sử dụng, tùy theo từng loại thiết bị sử dụng mà độ sạch của hạt sẽ khác nhau. Áp lực nước và lượng nước tác động vào khối hạt. Thiết bị Yêu cầu thiết bị rửa Tách và làm ráo bắp (ra khỏi nước ngâm) Loại bỏ hoàn toàn vỏ hạt bắp từ giai đoạn nấu và ngâm. Làm ráo nước rửa bắp. Máy móc sử dụng Hầu hết các thiết bị rửa trong công nghiệp có dạng thùng quay hoặc hình trống để rửa nixtamal bằng nước dưới áp lực cao để loại vỏ và vôi còn thừa trên hạt. Có hai thiết bị rửa được sử dụng là thiết bị rửa dạng trống và hệ thống “lowboy”. Thiết bị rửa hình trống: (the drum washer) Gồm một băng tải để vận chuyển nixtamal vào trong một cái trống hình trụ được đục lỗ, bên trong có các tầng hoặc có dạng hình xoắn ốc theo toàn bộ chiều dài trống và có các vòi phun được bố trí hợp lí. Nước được phun vào để loại vỏ hạt. Trong thiết bị này có sử dụng bơm để làm tăng áp lực nước nhằm loại bỏ vỏ bắp dễ dàng. Nixtamal sau đó được đưa lên một băng tải để làm ráo nước. Hình 7: Thiết bị rửa dạng trống Hệ thống “lowboy” (lowboy system): Gồm một cái thùng chứa, ở bên trong được trang bị những tấm màng và một thiết bị phun. Nixtamal được rửa liên tục đựoc chuyển từ đáy thùng chứa sang một băng tải. Hình 8: Hệ thống “lowboy” Thông số công nghệ Phun một khối lượng lớn nước ở nhiệt độ thường áp lực cao trong vòng 2 phút lên bắp chứa trong thiết bị được cấu tạo có những tấm kim loại được đục lỗ. Tiếp theo đó là khoảng 6 phút làm ráo nước dư trên băng tải làm ráo. Hình 9: Thiết bị kiềm hóa và rửa (thiết bị nấu Halmiton + thiết bị rửa lowboy) Quá trình nghiền Mục đích công nghệ Chuẩn bị cho quá trình ép đùn: quá trình nghiền làm giảm kích thước hạt bắp, tạo nên một khối đặc, sệt gọi là masa. Các biến đổi Vật lý Sự giảm kích thước của nixtamal: do ma sát trong khi nghiền, các tế bào bị phá vỡ chuyển nixtamal từ trạng thái hạt thành khối bột sệt đồng nhất. Tăng nhiệt độ của khối nguyên liệu do ma sát. Hóa học Sự tăng hàm ẩm của khối nguyên liệu do quá trình nghiền có bổ sung nước. Các yếu tố ảnh hưởng: Quá trình nghiền chịu ảnh hưởng của các yếu tố: Loại bắp sử dụng: các loại bắp có tỉ lệ nội nhũ miền sừng và miền bột khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau. Tùy độ cứng của bắp nguyên liệu để chọn áp lực nghiền thích hợp. Mức độ của quá trình nấu nixtamal: nhiệt độ và thời gian nấu nixtamal ảnh hưởng đến mức độ hồ hóa tinh bột. Quá trình hồ hóa càng nhiều thì kích thước hạt masa càng mịn và có độ dính cao. Lượng nước sử dụng trong quá trình nghiền: nước được bổ sung trong quá trình nghiền để làm mát đá nghiền ngăn ngừa đá nhanh bị mòn và giảm nhiệt độ của masa. Lượng nước này làm tăng độ ẩm của khối masa đến khi đạt độ ẩm tối ưu trước lúc vào thiết bị ép đùn. Bề mặt của thớt đá nghiền: độ bén và hình dạng của các rảnh trên bề mặt thớt là những nhân tố quyết định chính trong quá trình nghiền. Nó ảnh hưởng đến độ đồng đều và kích thước các hạt sau nghiền. Ap lực giữa hai thớt nghiền: ảmh hưởng kích thước hạt và thời gian nghiền. Thiết bị Thiết bị Nixtamal được nghiền bằng thiết bị thớt đá. Thiết bị gồm hai tấm đá được khắc chạm, đặt song song nhau, một tấm đứng yên và một tấm chuyển động với vận tốc 500 – 700 (vòng/phút). Thớt đá dung nham hay thớt đá tổng hợp (Aluminium oxide) là hai loại được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Máy nghiền trong công nghiệp sử dụng thớt đá có đường kính 25 – 46 cm. Viết khắc chạm cạn dần đi từ giữa ra mép thớt nhờ vậy nguyên liệu được nghiền nhỏ dần. Ngày nay người ta cũng có thể dùng các loại thớt bằng thép, quay với tốc độ cao để sản xuất ra masa có nhiệt độ thấp hạn chế dính masa vào thiết bị. Thiết bị này có năng suất tối đa 2721 kg masa/giờ, so với thiết bị dùng thớt đá tổng hợp có năng suất tối đa 1814 kg masa/giờ. Thiết bị nghiền cần đạt các yêu cầu sau: Giữa kẽ hở không đổi giừa hai thớt đá (hoặc thớt làm bằng kim loại) khi đã đặt chúng thật song song nhau. Thiết kế sao cho những thớt đá (hoặc thớt kim loại) không sát chặt vào nhau. Đá có thời gian sử dụng dài. Có thể xay nhiều loại nixtamal khác nhau để tạo ra masa thích hợp cho các loại sản phẩm bánh khác nhau. Nguyên tắc hoạt động Hình 10: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy nghiền Bắp được đưa vào máy xay từ băng tải làm ráo nước và được phân phối từ từ vào thớt đá nhờ vít tải đặt trong phễu nhập liệu bên trên máy xay. Sau khi qua phễu, nixtamal được đẩy vào tâm và rơi vào khe hở giữa hai thớt đá (một thớt đứng yên và một thớt khác chuyển động). Nixtamal được xay, nhào và nghiền nát khi di chuyển giữa hai thớt đá. Sự giảm kích thước của hạt nixtamal tạo thành masa có liên quan trực tiếp đến kích thước và bề sâu của khe hở và là kết quả của sự tác động lẫn nhau của các yếu tố ảnh hưởng đề cập ở trên. Năng suất của máy xay phụ thuộc vào đường kính và tốc độ quay của thớt đá. Dùng thớt đá với tốc độ quay càng cao, kẽ hở càng nhỏ sẽ làm cho bột xay ra càng mịn điều này ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm cuối cùng vì các hạt lớn sẽ tạo cấu trúc tốt cho sản phẩm, giúp độ ẩm dễ dàng bốc hơi trong quá trình chiên. Thông số công nghệ Đường kính thớt: 25 – 46 cm (10 – 18 inch). Vận tốc quay: 500- 700 vòng/phút. Nhiệt độ sau khi nghiền: 40 – 50oC Độ ẩm masa: 48 – 53%. Hình 11: Thiết bị nghiền SẢN XUẤT SNACK BẮP TỪ BỘT MASA Hình 12: Sơ đồ quy trình sản xuất snack từ bột masa Trộn sơ bộ Nguyên liệu Bột ma sa 10% ẩm Tinh bột hay hỗn hợp các loại tinh bột (tinh bột gạo, mì, bắp…). Chất xơ (tạo cấu trúc sản phẩm), gum (làm tăng độ nhớt, làm bền cấu trúc), natri cacbonat (tạo độ xốp cho sản phẩm về sau). Mục đích Tăng hàm ẩm cho nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình phối trộn đều hỗn hợp. Thiết bị Máy trộn thùng quay. Nguyên tắc: Hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào máy trộn thùng quay đặt nằm ngang. Khi động cơ hoạt động, thùng quay sẽ quay đồng thời đảo trộn hỗn hợp nguyên liệu và nước. Hình 13: Máy trộn thùng quay Các biến đổi trong quá trình trộn Nhiệt độ: tăng nhẹ do ma sát Thể tích khối nguyên liệu: tăng không đáng kể Các yếu tố ảnh hưởng Độ ẩm của các loại nguyên liệu Hình dạng, kích thước giữa các hạt tinh bột Thời gian trộn Tốc độ thùng quay Ép đùn Nguyên liệu Hỗn hợp nguyên liệu đã qua phối trộn sơ bộ. Mục đích Phối hợp nhiều tác động vật lý lên khối nguyên liệu làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc nguyên liệu. Gồm: Nạp và phối trộn nguyên liệu Nhào nguyên liệu tạo khối bột dẻo Tác động nhiệt, áp suất lên nguyên liệu để làm chín nguyên liệu Dựa vào sự chênh lệch nhiệt độ, áp suất làm nở phồng sản phẩm. Các biến đổi trong quá trình ép đùn Vật lý Nhiệt độ: tăng do lực ma sát giữa các trục, giữa trục với nguyên liệu, do sục hơi trực tiếp và do lớp vỏ áo. Áp suất: thay đổi trong suốt hệ thống nhờ có: tốc độ trục vít thay đổi, đường kính trục vít và đường kính buồng ép, các van thông hơi. Kích thước và hình dạng nguyên liệu Tỷ trọng: thay đổi do có sự thoát hơi ẩm, thay đổi thể tích. Độ dẻo: tăng trong quá trình gia nhiệt. Độ đàn hồi: tăng cao. Hoá học Độ ẩm: ban đầu tăng do phối trộn với nước, sau đó giảm do nhiệt độ và áp suất cao làm bốc hơi ẩm. Tinh bột: bị hydrat hoá, hồ hoá, dịch hóa. Chất xơ: rất bền, không thay đổi đáng kể về thành phần hoá học, chỉ thay đổi về cấu trúc (có thể bị cắt thành những mạch ngắn hơn). Protein: biến tính Hoá lý Sự đông tụ: biến tính protein Sự bốc hơi ẩm: do nhiệt độ, áp suất cao Hoá sinh Vô hoạt enzym, ức chế một số vi sinh vật do nhiệt độ cao Các yếu tố ảnh hưởng Nguyên liệu Độ ẩm Độ ẩm rất cần thiết cho sự hồ hóa và dịch hóa của tinh bột, ảnh hưởng đến sự trượt của các cấu tử làm mức độ gia tăng nhiệt độ khác nhau, ảnh hưởng đến độ chín và độ giãn nở của sản phẩm sau khi qua ép đùn. Độ ẩm trong quá trình xử lý sơ bộ có tác dụng làm mềm khối nguyên liệu, giảm mài mòn thiết bị. Ép đùn ở độ ẩm thấp làm nhanh chóng thất thoát vitamin, axit amin do khi đó nhiệt độ trong thiết bị cao. Độ ẩm thấp làm giảm năng lượng cơ học của quá trình. Thành phần hóa học Tinh bột Các lọai tinh bột khác nhau sẽ cho cấu trúc sản phẩm khác nhau.VD: tinh bột gạo có phần nội nhũ nhỏ, đồng đều tạo tính liên kết và nở phồng tốt. Hỗn hợp có 50% AM (amylose) và 50% AMP (